介紹一下步進(jìn)電機(jī)加減速控制精密定位的原理
信息來(lái)源于：互聯(lián)網(wǎng) 發(fā)布于：2024-12-16
步進(jìn)電機(jī)只能夠由數(shù)字信號(hào)控制運(yùn)行的，當(dāng)脈沖提供給步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器時(shí)，在過(guò)于短的時(shí)間里，控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖數(shù)太多，也就是脈沖頻率過(guò)高，將導(dǎo)致步進(jìn)電機(jī)堵轉(zhuǎn)。要解決這個(gè)問(wèn)題，必須采用加減速的辦法。就是說(shuō)，在步進(jìn)電機(jī)起步時(shí)，要給逐漸升高的脈沖頻率，減速時(shí)的脈沖頻率需要逐漸減低。這就是我們常說(shuō)的“加減速”方法。
步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速度，是根據(jù)輸入的脈沖信號(hào)的變化來(lái)改變的。從理論上講，給驅(qū)動(dòng)器一個(gè)脈沖，步進(jìn)電機(jī)就旋轉(zhuǎn)一個(gè)步距角(細(xì)分時(shí)為一個(gè)細(xì)分步距角)。實(shí)際上，如果脈沖信號(hào)變化太快，步進(jìn)電機(jī)由于內(nèi)部的反向電動(dòng)勢(shì)的阻尼作用，轉(zhuǎn)子與定子之間的磁反應(yīng)將跟隨不上電信號(hào)的變化，將導(dǎo)致堵轉(zhuǎn)和丟步。
步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)從一個(gè)位置向另一個(gè)位置移動(dòng)時(shí)，要經(jīng)歷升速、恒速和減速過(guò)程。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行頻率低于其本身起動(dòng)頻率時(shí)，可以用運(yùn)行頻率直接起動(dòng)并以此頻率運(yùn)行，需要停止時(shí)，可從運(yùn)行頻率直接降到零速。所以步進(jìn)電機(jī)在高速啟動(dòng)時(shí)，需要采用脈沖頻率升速的方法，在停止時(shí)也要有降速過(guò)程，以保證實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)精密定位控制。加速和減速的原理是一樣的。
步進(jìn)電機(jī)常用的升降頻控制方法有2種：直線(xiàn)升降頻和指數(shù)曲線(xiàn)升降頻。指數(shù)曲線(xiàn)法具有較強(qiáng)的跟蹤能力，但當(dāng)速度變化較大時(shí)平衡性差。直線(xiàn)法平穩(wěn)性好，適用于速度變化較大的快速定位方式。下面就加速實(shí)例加以說(shuō)明：加速過(guò)程，是由基礎(chǔ)頻率(低于步進(jìn)電機(jī)的直接起動(dòng)最高頻率)與跳變頻率(逐漸加快的頻率)組成加速曲線(xiàn)(降速過(guò)程反之)。跳變頻率是指步進(jìn)電機(jī)在基礎(chǔ)頻率上逐漸提高的頻率，此頻率不能太大，否則會(huì)產(chǎn)生堵轉(zhuǎn)和丟步。
加減速曲線(xiàn)一般為指數(shù)曲線(xiàn)或經(jīng)過(guò)修調(diào)的指數(shù)曲線(xiàn)，當(dāng)然也可采用直線(xiàn)或正弦曲線(xiàn)等。使用單片機(jī)或者PLC，都能夠?qū)崿F(xiàn)加減速控制。對(duì)于不同負(fù)載、不同轉(zhuǎn)速，需要選擇合適的基礎(chǔ)頻率與跳變頻率，才能夠達(dá)到最佳控制效果。指數(shù)曲線(xiàn)，在軟件編程中，先算好時(shí)間常數(shù)存貯在計(jì)算機(jī)存貯器內(nèi)，工作時(shí)指向選取。通常，完成步進(jìn)電機(jī)的加減速時(shí)間為300ms以上。
